Столітня Н. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПЛАСТИНЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК СИСТЕМИ УТИЛІЗАЦІЇ НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНОЇ ТЕПЛОТИ МОЛОКОЗАВОДІВ

    Молоко - продукт харчування, найдосконаліший за складом. Цінність молока залежить від ідеальної збалансованості поживних речовин. Молочні продукти грають величезну роль у харчуванні людини, забезпечуючи організм необхідними та корисними для здоров'я елементами. Молоко - найменш замінний продукт, особливо дитячого харчування. Вітчизняною промисловістю випускається більше 50 видів питного молока, у тому числі білкового, вітамінізованого, збагаченого білково-вуглеводними концентратами, мінеральними комплексами, лактулозой і іншими харчовими і біологічно активними добавками. По масовій частці жиру питне молоко, відповідно випускають знежирене (не більш 0,1%); нежирне (від 0,3 до 1,0%); мало жирне (від 1,2 до 2,5%); класичне (від 2,7 до 4,5%); жирне (від 4,7 до 7,0%); високо жирне молоко (від 7,2 до 9,5%). В зарубіжних країнах останні 25 років росте попит на молоко із зниженою масовою часткою жиру (0,5; 1,0 і 2,0%). Питома вага питного молока із зниженою масовою часткою жиру в Данії – 37%; в США – 40%; Фінляндії – 48%; у Франції – 50%; в Канаді – 70%. Випускають молоко, що збагачене йодом, з пониженим вмістом лактози або безлактозне (для людей, страждаючих діабетом і галактозимією. Зниження вмісту лактози здійснюють виділенням її за допомогою ультрафільтрації, а також гідролізом лактози до глюкози і галактози. Науковими дослідженнями доведено, що сучасна людина потребує більшої кількості кальцію (1,2-1,5 г/добу, проти 0,8-1,0 г/добу) [1]. Кращим джерелом легкозасвоюваного кальцію є молоко і молочні продукти, у зв’язку з цим росте випуск питного молока, що збагачено кальцієм. На молочних заводах для проведення процесів пастеризації, стерилізації, необхідна велика кількість теплової енергії. Крім того утворюється значна кількість джерел низькопотенційної теплоти, таких як пролітна пара, вторинна пара, паровий конденсат, димові гази тощо. На сьогодні через обмеженість природніх ресурсів вартість енергії невпинно зростає. В таких умовах доцільним є утилізація теплоти низькопотенційних джерел, наприклад вторинної пари. Одним із шляхів утилізації є використання низькопотенційної теплоти для попереднього підігрівання високочистої води, яка використовується для стерилізації скляної тари. Основними елементами є пластинчасті теплообмінники 1 та 2. Теплообмінний апарат 2 призначений для проведення процесу теплообміну в системі рециркуляції енергії між водою та конденсатом. Метою роботи є вдосконалення даного теплообмінника.

    Переглянути
  • ПЛАСТИНЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК

    На молочних заводах для проведення процесів пастеризації, стерилізації, необхідна велика кількість теплової енергії. Крім того утворюється значна кількість джерел низькопотенційної теплоти, таких як пролітна пара, вторинна пара, паровий конденсат, димові гази тощо. На сьогодні через обмеженість природніх ресурсів вартість енергії невпинно зростає. В таких умовах доцільним є утилізація теплоти низькопотенційних джерел, наприклад вторинної пари. Одним із шляхів утилізації є використання низькопотенційної теплоти для попереднього підігрівання високочистої води, яка використовується для стерилізації скляної тари. Основними елементами є пластинчасті теплообмінники. Теплообмінний апарат призначений для проведення процесу теплообміну в системі рециркуляції енергії між водою та конденсатом. Метою роботи є вдосконалення даного теплообмінника, зменшення гідравлічного опору в каналах між пластинами. Поставлена задача вирішується тим, що в пластинчастому теплообміннику, який виконаний у вигляді пакета паралельно розташованих теплообмінних пластах та ущільнювальних прокладок, при цьому кожна пластина має круглі отвори в кутових її частинах для підведення та відведення теплоносіїв, та масив стрижнів, приварених до поверхні теплообміну в напрямку, перпендикулярному до площини пластини, новим є те, що стрижні в поперечному перерізі мають овальну форму. Таке виконання масиву стрижнів забезпечує плавне обтікання їх потоком теплоносіїв, що зменшує гідравлічний опір. Загальний вигляд теплообмінника та загальний вигляд пластини показано на рисунку 1. Пластинчастий теплообмінник складається з рами з верхньою несучою штангою 1, на якій підвішений і може пересуватися по ній пакет з пластин 2, що фіксуються нижньою штангою 3. У робочому режимі пакет стиснуто до герметичного стану між нерухомою плитою 4 і рухомою плитою 5 гвинтовими стяжками 6. На плитах розміщені патрубки 7 і 8 для входу-виходу гарячого і холодного теплоносіїв відповідно. Рама теплообмінника має кінцеву стійку 9 з опорою. Пластинчастий теплообмінник працює наступним чином. Гарячий теплоносій подається через вхідний штуцер 7 і верхні отвори 10 в міжпластинчасті канали, де розміщені стрижні 11. Стрижні зменшують гідравлічний опір в каналах між пластинами і через пластини допомагають гарячому середовищу передавати теплоту холодному робочому середовищу, що подається через вхідний штуцер 8 і нижні отвори 12 в пластинах в міжпластинчасті канали. Охолоджене гаряче середовище виводиться через нижній отвір 10 в пластинах та штуцер, а нагріте холодне робоче середовище відводиться з теплообмінника через верхній отвір 12 в пластинах та штуцер виходу холодного середовища. Така конструкція теплообмінника дозволяє зменшити гідравлічний опір.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ЗМІНИ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВОДНИХ СИСТЕМ ВНАСЛІДОК ОБРОБКИ МЕТОДОМ ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНОГО ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ

    Проблема жорсткої води на даний час є досить актуальною, оскільки для забезпечення необхідної якості алкогольних і безалкогольних напоїв слід використовувати воду, жорсткість якої повинна відповідати технологічним вимогам. На даний час способи вирішення цієї проблеми можна розділити на дві групи – реагентні і безреагентні [1]. Реагентні методи зниження жорсткості, у свою чергу, можна розділити на дві підгрупи: традиційне пом’якшення води, що ґрунтується на видаленні з води солей жорсткості спеціальними методами; нейтралізація солей жорсткості за допомогою сполучних хімікатів (інгібіторів накипоутворення, поліфосфатів), що не призводить до вилучення солей жорсткості, а з’єднує їх в особливі сполуки, що не утворюють накипу. Безреагентне пом’якшення води, в свою чергу, здійснюється за допомогою фізичних процесів. До безреагентного пом’якшення води можна віднести: термічне пом’якшення, засноване на нагріванні води, її дистиляції чи заморожуванні; пом’якшення за допомогою постійного магнітного поля; пом’якшення води за допомогою каталізаторів-завантажень; обробка води різноманітними електромагнітними імпульсами різних характеристик; пом’якшення за допомогою низьковольтного струму. Кожен з цих методів має свої відмінності, переваги та недоліки. Так, постійне магнітне поле впливає в дуже вузькому діапазоні швидкостей течії води і її складу. Каталітичні завантаження під час роботи руйнуються і їх потрібно поновлювати. Пом’якшення води за допомогою низьковольтних імпульсів електричного струму досить дороге. В Інституті технічної теплофізики НАН України, в межах наукового напрямку дискретно- імпульсного введення енергії (ДІВЕ) проводяться дослідження обробки води з метою вивчення її фізико-хімічних властивостей [2]. Встановлено, що змінюється ряд таких показників як жорсткість, водневий показник, лужність, сухий залишок, концентрація гідрокарбонатів (Таблиця 1) [3]. Метою даної роботи є дослідження закономірності зміни жорсткості води від режимних параметрів процесу її обробки способом ДІВЕ. Встановлення цієї закономірності дозволить проектувати обладнання для підготовки води, що може бути впроваджене на підприємствах виробництва алкогольних і безалкогольних напоїв, а також на інших підприємствах, де встановлюються вимоги щодо жорсткості води тощо.

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ГІДРОДИНАМІКИ В РОТОРНО-ПУЛЬСАЦІЙНОМУ АПАРАТІ

    У харчовій, переробній, хімічній та фармацевтичній промисловості для інтенсифікації процесів перемішування, емульгування, змішування, диспергування та гомогенізації гетерогенних систем ефективно використовуються роторно-пульсаційні апарати (РПА) циліндричного типу, що являють собою систему нерухомих та обертових перфорованих циліндрів. Експериментальні дослідження з використанням механізмів і методів дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ) передбачають ініціювання потужності імпульсної енергетичної дії на мікрооб’єкт. Застосування обладнання, що реалізує принципи ДІВЕ, призначене для структурних перетворень в рідинних системах на мікро і нано рівні з метою зміни їх фізико-хімічних параметрів, інтенсифікації масообмінних і гідромеханічних процесів. Суть методу ДІВЕ полягає в тому, що енергія, яку вводять в апарат, розподілена дискретно по всьому робочому об’ємі системи, і в кожному елементі об’єму виділяється ефективна питома потужність у вигляді коротких імпульсів, тобто дискретно в часі [1]. Найефективнішим механізмом спрямованого впливу на перебіг нанопроцесів у супрамолекулярних структурах і біологічних об’єктах є кавітація. Саме ініціювання кавітаційних механізмів уможливлює створення високоамплітудних енергетичних імпульсів з тривалістю кілька наносекунд і дає змогу концентрувати енергію таких імпульсів у дискретних локальних зонах нанометрових розмірів [2]. Фізична модель процесу визначення гідравлічного опору апарату. Гідравлічний опір РПА можна описати за допомогою рисунків 1 та 2. На рисунку .2 зображено перекритий канал 3. Перекриття досягається обертовим рухом роторів 1 відносно статора 2. В каналі перед статором миттєво збільшується тиск Рг , що призводить до ефекту під назвою гідроудар. Таким чином рідина, що знаходиться в каналі, буде виконувати коливальні рухи, які в силу гідравлічних опорів і в'язкості, поглинають первісну енергію рідини на подолання тертя. На основі гідравлічного удару розроблені пристрої для підйому води, стиснення повітря, інтенсифікації процесу та ін.

    Переглянути